Rintangan pengoksidaan elektrod grafit dipengaruhi oleh gabungan faktor, termasuk suhu, kepekatan oksigen, struktur kristal, sifat bahan elektrod (seperti darjah penggrafitan, ketumpatan pukal dan kekuatan mekanikal), reka bentuk elektrod (seperti kualiti sambungan dan keserasian pengembangan haba), dan rawatan permukaan (seperti salutan antioksidan). Berikut ialah analisis terperinci tentang faktor-faktor ini:
1, Suhu:
Kadar pengoksidaan elektrod grafit meningkat dengan ketara dengan peningkatan suhu. Di atas 450°C, grafit mula bertindak balas dengan kuat dengan oksigen, dan kadar pengoksidaan meningkat dengan mendadak apabila suhu melebihi 750°C.
Pada suhu tinggi, tindak balas kimia pada permukaan grafit menjadi lebih kuat, yang membawa kepada pengoksidaan yang dipercepatkan. Contohnya, dalam relau arka elektrik, suhu permukaan elektrod mungkin melebihi 2000°C, menjadikan pengoksidaan sebagai punca utama penggunaan elektrod.
2. Kepekatan Oksigen:
Kepekatan oksigen merupakan faktor penting yang mempengaruhi kadar pengoksidaan elektrod grafit. Pada suhu tinggi, gerakan haba molekul oksigen menjadi lebih kuat, menjadikannya lebih cenderung untuk berlanggar dengan grafit dan menggalakkan tindak balas pengoksidaan.
Dalam persekitaran perindustrian seperti relau arka elektrik, sejumlah besar udara masuk melalui lubang elektrod penutup relau dan pintu relau, membawa oksigen dan memburukkan lagi pengoksidaan elektrod.
3, Struktur Kristal:
Struktur kristal grafit agak longgar dan mudah diserang oleh atom oksigen. Pada suhu tinggi, struktur kristal grafit cenderung berubah, yang membawa kepada penurunan kestabilan dan pengoksidaan yang dipercepatkan.
4, Sifat Bahan Elektrod:
- Darjah Penggrafitan: Elektrod dengan darjah penggrafitan yang lebih tinggi mempamerkan rintangan pengoksidaan yang lebih baik dan penggunaan yang lebih rendah. Grafit berketulenan tinggi, dengan suhu penggrafitan yang biasanya mencapai sekitar 2800°C, menunjukkan rintangan pengoksidaan yang lebih baik berbanding elektrod grafit kuasa biasa (dengan suhu penggrafitan kira-kira 2500°C).
- Ketumpatan Pukal: Kekuatan mekanikal, modulus elastik dan kekonduksian terma elektrod grafit meningkat dengan ketumpatan pukal, manakala kerintangan dan keliangan berkurangan. Ketumpatan pukal mempunyai kesan langsung terhadap penggunaan elektrod, dengan elektrod dengan ketumpatan pukal yang lebih tinggi menunjukkan rintangan pengoksidaan yang lebih baik.
- Kekuatan Mekanikal: Elektrod grafit bukan sahaja tertakluk kepada berat dan daya luarannya sendiri tetapi juga tekanan haba tangen, paksi dan jejari semasa penggunaan. Apabila tekanan haba melebihi kekuatan mekanikal elektrod, retakan atau keretakan mungkin berlaku. Oleh itu, elektrod dengan kekuatan mekanikal yang tinggi mempunyai rintangan yang kuat terhadap tekanan haba dan rintangan pengoksidaan yang lebih baik.
5, Reka Bentuk Elektrod:
- Kualiti Sendi: Sendi merupakan titik lemah elektrod dan lebih mudah rosak berbanding badan elektrod. Faktor seperti sambungan longgar antara elektrod dan sendi, dan pekali pengembangan haba yang tidak sepadan boleh menyebabkan pengoksidaan dipercepat dan juga keretakan pada sendi.
- Keserasian Pengembangan Terma: Pekali pengembangan terma yang tidak sepadan antara bahan elektrod dan persekitaran di sekeliling juga boleh menyebabkan keretakan elektrod. Apabila elektrod mengalami pengembangan terma pada suhu tinggi, jika persekitaran di sekeliling atau bahan yang bersentuhan dengan elektrod tidak dapat mengembang dengan sewajarnya, kepekatan tegasan berlaku, yang akhirnya membawa kepada keretakan.
6, Rawatan Permukaan:
Penggunaan salutan antioksidan boleh meningkatkan rintangan pengoksidaan elektrod grafit dengan ketara. Contohnya, salutan antioksidan grafit RLHY-305 membentuk salutan antioksidan yang padat pada permukaan substrat, memberikan sifat pengedap yang sangat baik. Ia mengasingkan oksigen daripada grafit pada suhu tinggi, menyekat tindak balas antara grafit dan oksigen, dan memanjangkan jangka hayat produk grafit sekurang-kurangnya 30%.
Rawatan pengimpregnasian juga merupakan kaedah antioksidan yang berkesan. Dengan meresapi antioksidan ke dalam elektrod grafit melalui pengimpregnasian vakum atau rendaman semula jadi, rintangan pengoksidaan elektrod dapat ditingkatkan.
Masa siaran: 01-Julai-2025